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《信号灯控制下的主道双车道入匝道系统交通流特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第57卷第3期2008年3月物 理 学 报Vol.57,No.3,March,2008100023290P2008P57(03)P1365210ACTAPHYSICASINICAn2008Chin.Phys.Soc.信号灯控制下的主道双车道入匝道系统3交通流特性研究•滕亚帆 高自友 贾 斌 李 峰(北京交通大学交通运输学院,北京 100044)(2007年7月14日收到;2007年7月26日收到修改稿) 采用元胞自动机模型研究了具有信号灯控制的主道为双车道的入匝道系统交通流特性.将信号灯设置在入匝道口处,通过信号灯来引导主道和匝
2、道上的车辆通行.分析了信号灯控制对主道与匝道的车流量、系统通行能力以及入匝道口处的车流平均速度的影响.通过相图比较,说明信号灯控制的双车道入匝道系统能模拟出比信号灯控制的单车道入匝道系统更加符合实际的交通流特性.与姜锐提出的模型[JiangR2003J.Phys.A3611713]结果相比,信号灯控制下的匝道系统的交通流状态得到改善并且道路通行能力有所提高.关键词:交通流,元胞自动机,入匝道系统,信号灯PACC:0520,0570F颈处的动力学特性研究成为了目前交通流研究中的11引言热点之一.[8][9]Diedrich等人以及C
3、ampari和Levi使用元胞近年来,道路交通流模型受到很多学者的关注,自动机模型模拟了匝道效应,但只考虑了匝道对主[10,11]其中包括车辆跟驰模型、元胞自动机模型、交通流连道的作用;随后,Jiang等人使用NS模型研究了[1—3]续模型等.特别是上世纪90年代以来,计算机入匝道系统中主道与匝道之间的相互作用;Jia等[12]技术的迅猛发展使元胞自动机模型广泛应用于交通人则探讨了入匝道系统中加速道对交通系统的[13]流的模拟.在交通流理论研究中,最简单的元胞自动影响,在此模型基础上,Li等人研究了限速对道[4—6]机模型是Wol
4、fram在1983年提出的184号模型,路通行能力的影响.1992年Nagel和Schreckenberg将184号模型推广到在主道与入匝道交汇处,如果设置一个交通信考虑随机慢化影响的更一般情况,提出著名的NS号灯,就可以通过信号灯的转换来引导和控制车辆[7][14]模型.NS模型的规则虽然简单但是却可以模拟出的正常通行.Li等人研究了信号灯控制下主道一些实际交通现象,该模型为元胞自动机的应用与为单车道入匝道系统,研究表明信号灯控制下的车发展打下了坚实的基础.辆在入匝道口处的行驶更加有序同时通行能力也有现实生活中,瓶颈是影响交通畅
5、通的一个重要所提高.然而在实际生活中,主车道多数都是由多车因素,大多数的交通堵塞都与它有关.一方面是由于道构成,若仍采用文献[14]中的方法,即当匝道前方瓶颈本身的特性会对交通产生一定影响;另一方面,的信号灯是绿色时,匝道上的车辆可以自由通过入瓶颈处的设施建造、交通管制规则制定的不合理也匝道口并进入主道,同时主道上的车辆必须停下来加剧了瓶颈对交通的负面影响.另外,最近交通实测等待绿灯,这就严重干扰了主道车辆的正常通行.因表明,在交通瓶颈处往往会发生复杂的交通流现象,此,当主道是多车道时,信号灯的设置对多车道的交如同步流、时走时停、
6、回滞现象等.因此,对车流在瓶通流状态有什么影响、各个车道的通行能力有何变3国家重点基础研究发展规划(批准号:2006CB705500),国家自然科学基金(批准号:70631001,70501004)资助的课题.•通讯联系人.E2mail:zygao@center.njtu.edu.cn1366物 理 学 报57卷化以及如何合理设置信号灯等,同时与信号灯控制车和前车n-1之间的空格数,p表示慢化概率.的单车道模型相比,双车道模型能否模拟出更为复另外,在双车道模型中,需要引入换道规则让车杂、实际的交通流特性,针对这些问题目前还很
7、少有辆有序换道.通常是将每个时间步划分为两个子时人进行过较为深入的研究.基于此,本文采用元胞自间步:在第一个子步内,车辆按照换道规则进行换动机模型,对具有信号灯控制的入匝道系统进行建道;在第二个子步中,车辆在两条车道上按照单车道模,并对信号灯控制下的交通流状态进行分析讨论.的更新规则进行更新.模型中,主车道上除控制区外的所有车辆将按[15]21信号灯控制模型照对称性换道规则进行换道.规则如下:dndn且dn,back>dsafe,(1)问题简
8、单化,将直接采用文献[11]中的系统.如图1式中,dn,other是第n辆车与旁道上的前车之间的空格所示,主道是双车道———左车道和右车道,入匝道是数;dn,back是第n辆车与旁道上的后车之间的空格单车道,假定入匝道在元胞f处进入主道;f上游的数
